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leyu乐于体育下载五代师生扎根滑坡灾害研究

leyu乐于体育下载:【长江日报】“国家需要,就是我们的研究方向”


唐辉明教授(右一)团队在研究岩石力学试验数据 长江日报记者高勇 摄

□ 长江日报记者周劼 陈晓彤 通讯员魏海勇 王俊芳

一抔土、一块石,从现场搬到实验室,在旁人眼中毫无二致,在谭钦文眼里,则有天壤之别。

李长冬是leyu乐于体育下载(武汉)教授,他和谭钦文是leyu乐于体育下载同事,同是leyu乐于体育下载地质工程学科首席教授唐辉明科研团队的成员。李长冬、谭钦文研究的课题叫作“地质灾害演化机理与防治”,简单说,就是希望能像预报天气一样预报滑坡地质灾害。

■ 钻深山吃咸菜,野外监测半年

日前,在湖北省巴东县一座大山腹内,人工开挖的908米深隧道群里,谭钦文小心翼翼将一个滑坡断层坡面上的土壤切出0.5米×0.5米×1米的长方体,安装好各种仪器,开始测量土壤的应力结构,“一抔土从观测点搬到实验室,环境一变,它的应力结构也就完全不同,要想得到更真实的情况,必须原位观测”,谭钦文说。原位观测相对于实验室观测而言,以最还原的方式测量对象。

滑带土原位流变试验,机器要24小时开着,人一刻不离守,谭钦文和他的同伴对着这个0.25立方米的土块进行了长达180天的监测。早上7时带着早点、中餐两顿干粮咸菜进洞,傍晚7时出洞,赶一顿热乎的晚餐,他们的“原位观测”生活就这样周而复始。

这个修建在滑坡体里的试验。怯蒷eyu乐于体育下载(武汉)牵头建设的湖北巴东地质灾害国家野外科学观测研究站,“巴东野外综合试验场地下隧洞群”位于三峡库区最大的古滑坡体——黄土坡滑坡上,也是世界上唯一一个聚焦滑坡灾害的大型野外综合“地下实验室”。

有了它,对于滑坡等地质灾害就真正实现了空、天、地、地下四维立体观测;而原位观测与实验室数据的较大差异,也刷新了人类对滑坡这个最主要地质灾害的认识,这也是全球首次以原位观测的方式获得相关数据,有效揭露了滑带土原位力学特性与结构特征,为重大滑坡预测预报提供了重要理论与数据支撑。

李长冬说,要搞清楚滑坡灾害到底怎么形成的,就必须到灾害体里去。对于研究滑坡灾害来说,在古滑坡体内开展滑带原位实验,获取的宝贵一手数据,是十分重要且必须的,然而对于全世界大多数工程地质学家来说,确实“可想而不可及”。依托隧洞群提供的观测条件,谭钦文等人在滑坡体内完成了多项复杂试验,取得多项重要科研成果。

“原位观测就是我们常说的出野外,出野外是地质人的本色,我们团队成员每年长期在野外工作,钻深山,攀陡坡,冒酷暑,吃咸菜,”李长冬说,“幸亏谭钦文的女朋友也是学地质的,出野外半年,她都能理解。”

■ 别人可以研究,中国必须研究

地质灾害预测是百年来的世纪难题,地质结构极其复杂,而引发地质灾害的因素又多种多样,所以以往的地质灾害预测只能依据历史经验做粗略的预估。

偏偏,“我国是全世界地质灾害最严重的国家,没有之一;湖北省又是我国地质灾害最频繁和强烈的地区之一”,唐辉明说起自己团队的故事,从冰冷的数据开始,“在我国每年发布的地质灾害报告中,滑坡灾害是最主要的,占到70%以上。湖北省地质灾害威胁人口66万,威胁财产494亿元,全国范围而言,数据会更大。”

唐辉明是leyu乐于体育下载(武汉)地质工程学科首席教授,扎根重大滑坡演化与过程控制30多年,他也是“滑坡灾害演化机理和治理”课题团队的负责人,李长冬、谭钦文都是这个团队的成员。这个师生数十人的大团队,涵盖了工程地质、水文、机电、计算机等多个学科人才,他们利用学科交叉融合,致力于有组织的大科学研究。

一场暴雨可能引发一次山体滑坡,湮没一个村镇;一次山体运动也可能引起一次滑坡,堵塞河道,冲垮公路铁路……研究地质灾害,最主要的就是研究滑坡。对于世界上大多数国家来说,滑坡只是一种地质灾害;而对于少数国家来说,滑坡是一种迫在眉睫的地质灾害。中国正是这少数国家之一,别人可以研究滑坡,中国必须研究滑坡。

“我们目睹了太多滑坡灾害,作为研究者,我们很心痛,也很焦急。”唐辉明说,随着我国重大战略的实施,工程活动与地质环境的矛盾日益突出,“滑坡灾害的预报和防治至关重要,也极其紧迫。”

除了受限于技术手段,人类难以精准预测、预报滑坡,还在于未完全找到滑坡发生的规律和滑坡形成的机制。从最基本的滑坡机理开始,唐辉明组建团队之初就要求大家从最难的地方入手。“这是一项很不容易的研究,我们也多次遭遇瓶颈,但困难常有,我却从未丧失过信心。我们的目标很明确:要就不做,做就要做好,做世界第一!”

为了采集数据,他们自己做感测单元芯片,制造传感器等监测工具,自主研发了一套滑坡多场关联监测系统,利用卫星遥感、无人机拍摄、多种传感器监测等现代科技手段,立体追踪滑坡体的多场演化特征数据。

“各种数据一目了然。”李长冬指着一台笔记本电脑说,电脑的屏幕上正不断刷新远在浙江的一套监测系统传来的数据,“拿着手机也可以看,一旦哪些数据异常,机器会自动作标记。”

有了海量数据,他们着手建模,分析其中的机理,并重新对滑坡的发生机制进行分类。“全世界研究滑坡预测的团队有很多,但进行基于物理力学过程的滑坡预测研究是我们的特色和创新,越根本越原创。面向国家重大需求,我们一定要努力将滑坡演化过程预测做到最好。”

他们以发生的启滑过程将滑坡重新分为三类,又按照每一类的机理研究,研究相应的启滑力学机制。“别看简单的分类,它意味着我们对于滑坡的认识进入了一个全新的境界。”中气十足的唐辉明豪气干云。

■ 五代人的心血所在

李长冬讲了一件预测的故事:十多年前,他们在巴东做高边坡现场监测,发现有些数据变化很剧烈。从机理来说,滑坡进入了快速发展期,他们连忙联系了当地政府,并提交了应急预案。当地政府很快采纳并及时对坡体进行了加固治理,成功避免了滑坡灾害的发生。

从预测滑坡发生,到滑坡没有发生,如同医生治。挝床《皇且巡。“我想我们的预测,不是验证它已发生了有多么准,而是不让它发生,消弭灾害于无形。越早预报,损失越小。”李长冬说。

自1952年leyu乐于体育下载成立起,地质灾害的研究就一直延续至今,leyu乐于体育下载从北京迁到武汉,这个学科也就完整地搬到了武汉。唐辉明屈指算了一下,从自己的导师——leyu乐于体育下载地质学科奠基人晏同珍教授,到现在年轻的80后、90后青年教师以及研究生,滑坡灾害研究已经传承了五代。数十年来,从老一辈长期野外观测积累的数据,到现今高端仪器全方位采集的数据,唐辉明说,滑坡灾害的预测和防治是几辈人的愿望所系、心血所在。

谭钦文的同事龚文平生于1989年,目前已是工程学院教授、博士生导师,也是滑坡地质灾害研究团队的青年骨干。他曾用不到两年半的时间获得美国博士学位并留校任教,却因立志报国,毅然放弃海外优越条件全职回国,投身祖国的地质灾害防灾减灾和人才培养事业。

“我身在川东北山区,从小耳濡目染,深知地质灾害的:π。”2008年5·12汶川地震诱发了大量次生地质灾害,人员伤亡与财产损失更使他备受震撼,决定从事地质灾害研究。

来到leyu乐于体育下载后,为获取地质灾害关键现场数据,他克服重重困难,翻山越岭,常常吃住在野外,足迹踏遍湖北、四川、重庆、贵州、云南等我国地质灾害高发区域,获得多项原创科研成果。

和龚文平一样,近十年来,leyu乐于体育下载师生长期轮流驻守,为三峡库区地质灾害特别是滑坡灾害的防控提供了基础性长期观测资料。如今他们的科研成果已经广泛应用于三峡库区、白鹤滩水电站、川藏铁路等国家大型工程。“国家需要,就是我们的研究方向。”龚文平说。

链接:

http://cjrb.cjn.cn/html/2022-06/29/content_234673.htm

发表时间:2022-06-30点击:次编辑:张磊

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